本发明涉及一种环保型高温直喷分散黑染料墨水及其制备方法，该环保型高温直喷分散黑染料墨水主要应用于数码印花。
背景技术：
：目前市面上出售的纺织品用分散墨水，分为进口墨水和国产墨水。国产和绝大部分进口分散墨水都使用有机磺酸钠盐（如分散剂mf、nno、85a）为分散剂，作为分散墨水的分散体系，该体系最大的缺点是含盐份高，生产的分散墨水产品电导率高，高盐分不但影响体系稳定性，使得墨水容易盐析，而且对产品的颜色产生很大的影响，反应出颜色发脏，色光偏暗，饱和度不足。目前只有国外杜邦和亨斯曼公司生产的分散墨水，才能达到高饱和度，色光亮丽，盐析少的特点。由于其在技术上的垄断，售价一直居高不下，严重制约我国印染企业对这种低耗环保染料的使用。目前市场的高温型直喷分散黑染料墨水大部分的禁用芳香胺含量超标，如果用于衣用纺织品，将极大增加我国消费者致癌风险，因此研究出一种环保型高温直喷分散黑染料刻不容缓。随着我国机械制造技术的不断提高，喷墨打印设备的研发愈发成熟，这给印染企业通过使用分散墨水达到节能降耗的目标提供强有力的设备支持。目前由于国外在该系列产品的垄断地位，通常采用捆绑销售方式出售喷墨数码纺织印花机，极大的限制了我国对该系列产品的研究发展。高温直喷分散染料墨水主要应用于数码印花，数码印花相对于传统印染具有以下优势：1.印花全过程实现数字化，使印花产品的设计，生产具有多变性和灵活性；2.印花设计稿可以在计算机上任意修改，直到客户满意为止。传统印花中一旦设计师的样品确定，很难进行第二次更改和设计，缺少灵活性和市场应变力；3.数码印花属于数字控制，有着精确的色彩表达方式，设计好的稿件可以随时保存，有很好的重现性。传统印花中对细节处理没有数码好，并且传统印花需要的“雕印”工艺中也存在着大量的还原剂的污染和染料的浪费；4.数码印染属于绿色印染方式，喷射过程中不用水，不用调制色浆，无废染液色浆，噪音小。传统印染对水的需求量很大，产生的废液、废水、废浆对环境产生极大的污染，并且废水的处理需要大量的投入，使印花成本大大增高。因为传统印染的巨大弊端，不再适合现代工业发展的模式，新的工业级数码印花工艺将渐渐的取而代之，同时也需要各种更适用于工业级数码纺织印花机的墨水，尤其是新型的京瓷等精工喷头使用的墨水。技术实现要素：本发明提供了一种环保型高温直喷分散染料墨水及其制备方法，解决了目前市面上多数分散直喷墨水的电导率高、容易盐析、饱和度不足、禁用芳香胺超标等品质较差的问题。为了达到上述目的，本发明采用的第一种环保型高温直喷分散黑染料墨水的技术方案是：由以下质量份数的原材料组成：高温分散黑染料10~40份，分散剂10~40份，有机溶剂10~50份，水10~60份，防腐剂0.05~0.5份，消泡剂0.01~0.05份；其中，所述分散剂为特种扩散剂，该特种扩散剂选自空气化工产品公司的zetasperse2500、zetasperse3100、zetasperse3400、zetasperse3600、zetasperse3700、zetasperse3800、zetasperse44000以及zetasperse46000中的至少一种；所述高温分散黑染料为高温分散蓝、高温分散橙和高温分散红复配而成，所述高温分散黑染料中高温分散蓝所占的质量百分比在35%~70%之间，高温分散红所占的质量百分比在5%~25%之间，高温分散橙所占的质量百分比在10%~40%之间。为了达到上述目的，本发明采用的第二种环保型高温直喷分散黑染料墨水的技术方案是：由以下质量份数的原材料组成：高温分散黑染料10~40份，分散剂10~40份，有机溶剂10~50份，水10~60份，防腐剂0.05~0.5份，消泡剂0.01~0.05份；其中，所述分散剂为特种扩散剂与非离子型扩散剂的复配产物，特种扩散剂与非离子型扩散剂的重量比为60~95：5~40；所述特种扩散剂选自空气化工产品公司的zetasperse2500、zetasperse3100、zetasperse3400、zetasperse3600、zetasperse3700、zetasperse3800、zetasperse44000以及zetasperse46000中的至少一种；所述非离子型扩散剂为氧化烯烃与可烷基化的化合物的反应产物，所述氧化烯烃为氧化乙烯和氧化丙烯中的任意一种或二者的混合物，所述可烷基化的化合物选自碳链长度为3~12的脂肪醇、脂肪胺、脂肪酸中的一种或多种；所述高温分散黑染料为高温分散蓝、高温分散橙和高温分散红复配而成，所述高温分散黑染料中高温分散蓝所占的质量百分比在35%~70%之间，高温分散红所占的质量百分比在5%~25%之间，高温分散橙所占的质量百分比在10%~40%之间。上述第一种和第二种技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，较佳的方案是所述高温分散黑染料为高温型分散蓝79、高温型分散橙44和高温型分散红177复配而成。高温型分散蓝79、高温型分散橙44和高温型分散红177的化学结构式依次如下所示：分散蓝792、上述方案中，所述有机溶剂选自乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600，1,2-丙二醇、丙三醇、二乙二醇、二乙二醇甲醚以及二乙二醇乙醚中的至少一种。3、上述方案中，所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑-3-酮（英文简称bit），所述消泡剂为surfynol104e（南京空气化工特种胺公司生产）。4、上述方案中，水具体为去离子水。5、上述方案中，所述分散剂用量较佳的为20~35份；所述有机溶剂用量较佳的为15~20份。为了达到上述目的，本发明采用的一种环保型高温直喷分散黑染料墨水的制备方法的技术方案是：包括以下步骤：第一步，按照上述方案所述的质量份数称取各原材料；第二步，将所述高温分散黑染料、分散剂、水、防腐剂以及消泡剂混合形成混合物，对所述混合物用砂磨珠进行砂磨分散，所述砂磨珠为粒径在0.35~3mm的锆珠，砂磨时间为3~20h，砂磨转速为600~3000rpm，所述砂磨珠与混合物的体积比为1~3:12；第三步，将所述第二步砂磨后的混合物纳滤，所得色浆加入所述有机溶剂混匀，所得流液即为所述环保型高温直喷分散黑染料墨水。上述制备方法的技术方案中的有关内容解释如下：1、上述方案中，在所述第二步中，砂磨采用两步砂磨法。第一步：用1~3毫米的锆珠砂磨3小时，分散剂用量为总用量的70%；第二步：用0.5~1毫米的锆珠砂磨3小时，加入剩余的分散剂。砂磨后混合物的粒径要求为平均粒径200纳米，粒径分布范围在100~500纳米之间，呈正态分布。2、上述方案中，所述纳滤的滤膜孔径为0.22~1.5μm，材质为pp膜，选用型号为美国whatman滤膜。为了达到上述目的，本发明采用的一种环保型高温直喷分散黑染料墨水在工业数码纺织印花机上的应用，应用于工业数码纺织印花机的印花工艺可为本领域常规方法，应用方法为：第一步，印花：在织物上，将所述环保型高温直喷分散黑染料墨水用于工业数码纺织印花机中直接喷墨印花；第二步，烘干：将打印好的织物进行烘干；第三步，汽蒸：将烘干后的织物进行汽蒸固色，即得。在所述第一步中，工业数码纺织印花机的工作环境可为本领域常规，较佳的工作温度为15~35℃，工作湿度为20~80%。在所述第二步中，所述烘干的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，一般在烘干机中进行。在所述第三步中，所述汽蒸的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，一般在蒸箱中进行。所述汽蒸的温度可为本领域常规，较佳地为160~200℃，所述汽蒸的时间较佳地为8~12min。本发明设计构思是：首先，我国国内生产的分散染料墨水大部分都使用分散剂mf、分散剂nno、分散剂85a等常规扩散剂。该类扩散剂由于属于磺酸钠盐类，本身具有一定的电导率，所生产的色浆离子浓度一般在1000~3000ppm之间，电导率过高将降低分散染料墨水体系贮存稳定，造成印花喷头的堵塞；其次，由于市售的高温直喷分散黑染料墨水的大部分禁用芳香胺超标，对人体存在潜在致癌风险，为了解决这一问题，我们对市场上扩散剂和高温型分散染料进行了筛选，通过大量实验对比，我们选择在本领域几乎不使用的空气化工生产的zetasperse系列分散剂来降低体系的电导率，选择高温型分散蓝79、高温分散橙44和高温分散红177进行复配。本发明的积极效果在于：（1）本发明的高温直喷分散墨水，与热转印印花墨水（一般为中低温分散染料）相比，练合性能较好，具有较高的耐晒牢度、耐水洗、耐酸碱性和耐升华牢度，而且制各过程简便，成本较低，无需热转印纸进行转印，可大大降低生产成本，也不会产生二次污染，只有在上浆工艺中，需要微量的水，具有绿色环保生产的特性。（2）本发明的高温直喷分散墨水可应用于工业高速数码印花机，其印花工艺为:上浆、喷墨打印、烘干和汽蒸岡色，与常规印花工艺（化纤类布料染色基本流程是调制色、印花（染色）、烘干、气蒸、水洗、皂洗和烘干）相比，工艺简单、快速，可高效生产。（3）本发明的高温直喷分散墨水可通用于国内生产绝大多数喷头喷墨印花，具有极大的普适性，本发明的高温直喷分散墨水的纯度高、电导率低，也即离子浓度低，离子浓度可被控制在100~500ppm，而目前国内同种墨水一般离子浓度都达到1000~3000ppm，墨水的低电导率能大大延长喷头使用寿命。（4）本发明的高温直喷分散黑墨水具有高饱和度，色光亮丽，盐析少的特点。大大提高国内同类产品的产品质量。（5）本发明的高温直喷分散黑墨水的禁用芳香胺含量符合欧盟标准，可用于衣用纺织品染色，解决了由于市售大部分高温分散黑墨水由于禁用芳香胺超标无法用于衣用纺织品染色的尴尬局面。（6）本发明的高温直喷分散黑墨水的分散稳定性好，即在40±1℃下密封168小时分散稳定性不变,墨水体系粒径大小几乎不变；间歇7天后打印效果很好，打印流畅性好。（7）本发明的高温直喷分散黑墨水与国外的同类相比具有较大价格优势，打破国外技术封锁而形成的价格垄断，初步估计，本发明上市生产后，能降低该类产品50%左右的售价，极大的降低我国印染企业生产成本，对我国印染企业节能减排提供原料支持，从而推动纺织品数码印花产业的发展，同时为分散染料的生产制造寻找了一个新的应用渠道。总之，本发明的高温直喷分散黑墨水品质较高，具有高饱和度，色光亮丽，盐析少的特点；墨水的电导率低，喷头的使用寿命大大增加，同时与工业级高速喷头有极佳的匹配性；墨水具有很好的分散稳定性，贮存时间长；禁用芳香胺含量极低，解决了市售大部分高温分散黑存在致癌风险的问题。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步描述：实施例1：一种环保型高温直喷分散黑染料墨水及制备方法和应用环保型高温直喷分散黑染料墨水由以下质量份数的原材料组成：高温分散黑染料20份，分散剂20份，有机溶剂30份，水40份，防腐剂0.05份，消泡剂0.03份。其中，高温分散黑染料为高温分散蓝、高温分散橙和高温分散红复配而成，在复配的高温分散黑染料中以质量百分含量计，高温分散红177占比在20%，高温分散橙44占比在40%，高温分散蓝79占40%，分散剂选择zetasperse3700。环保型高温直喷分散黑墨水制备：步骤1，按照质量份数计，在室温下，将20份的复配高温分散黑染料、20份分散剂，0.05份防腐剂1,2-苯并异噻唑-3-酮以及0.02份消泡剂surfynol104e，加入15份去离子水充分混合均匀，在砂磨机中使用直径0.35~0.5mm的锆珠中砂磨3~5h，砂磨转速为1000rpm，所述砂磨珠与混合物的体积比为2:12。步骤2，用美国whatman公司0.22微米膜纳滤，将砂磨所得色浆20份、混合有机溶剂30份（混合有机溶剂为丙三醇、聚乙二醇400和1,2-丙二醇按一定比例混合所得）、0.01份消泡剂surfynol104e和25份去离子水在转速为600rpm的打浆罐搅匀，所得滤液即为环保型高温直喷分散黑墨水。环保型高温直喷分散黑墨水的具体应用为：1、印花：将上述环保型高温直喷分散黑墨水用于高温数码纺织印花机中直接喷墨印花（设备的工作环境温度为15℃，湿度为20%）2、烘干：将打印好的织物与烘干机连接，织物进入烘干机烘干3、汽蒸固色：将烘干的织物放入蒸箱中进行汽蒸固色，汽蒸温度为200℃，汽蒸时间为8min。实施例2：一种环保型高温直喷分散黑染料墨水及制备方法和应用环保型高温直喷分散黑染料墨水由以下质量份数的原材料组成：高温分散黑染料20份，分散剂24份，有机溶剂40份，水35份，防腐剂0.06份，消泡剂0.02份。其中，高温分散黑染料为高温分散蓝、高温分散橙和高温分散红复配而成，在复配的高温分散黑染料中以质量百分含量计，高温分散红177占比在25%，高温分散橙44占比在38%，高温分散蓝79占37%，分散剂选择zetasperse3700。在复配分散剂中以质量百分含量计，zetasperse3600占90%，非离子型扩散剂占10%，所述非离子型扩散剂为氧化烯烃与可烷基化的化合物的反应产物，氧化烯烃为氧化丙烯，可烷基化的化合物是碳链长度为12的脂肪醇。环保型高温直喷分散黑墨水制备：步骤1，按照质量份数计，在室温下，将20份的复配高温分散黑染料、20份分散剂，0.05份防腐剂1,2-苯并异噻唑-3-酮以及0.02份消泡剂surfynol104e，加入15份去离子水充分混合均匀，在砂磨机中使用直径0.35~0.5mm的锆珠中砂磨3~5h，砂磨转速为1000rpm，所述砂磨珠与混合物的体积比为2:12。步骤2，用美国whatman公司0.22微米膜纳滤，将砂磨所得色浆20份、混合有机溶剂30份（混合有机溶剂为丙三醇、聚乙二醇400和1,2-丙二醇按一定比例混合所得）、0.01份消泡剂surfynol104e和25份去离子水在转速为600rpm的打浆罐搅匀，所得滤液即为环保型高温直喷分散黑墨水。环保型高温直喷分散黑墨水的具体应用为：1、印花：将上述环保型高温直喷分散黑墨水用于高温数码纺织印花机中直接喷墨印花（设备的工作环境温度为15℃，湿度为20%）2、烘干：将打印好的织物与烘干机连接，织物进入烘干机烘干3、汽蒸固色：将烘干的织物放入蒸箱中进行汽蒸固色，汽蒸温度为200℃，汽蒸时间为8min。实施例3：一种环保型高温直喷分散黑染料墨水及制备方法和应用环保型高温直喷分散黑染料墨水由以下质量份数的原材料组成：高温分散黑染料20份，分散剂35份，有机溶剂50份，水60份，防腐剂0.05份，消泡剂0.04份。其中，高温分散黑染料为高温分散蓝、高温分散橙和高温分散红复配而成，在复配的高温分散黑染料中以质量百分含量计，高温分散红311占比在15%，高温分散橙44占比在40%，高温分散蓝79:1占45%，分散剂选择zetasperse3400。环保型高温直喷分散黑墨水制备及其应用与实施例1相同。实施例4：一种环保型高温直喷分散黑染料墨水及制备方法和应用环保型高温直喷分散黑染料墨水由以下质量份数的原材料组成：高温分散黑染料20份，分散剂24份，有机溶剂20份，水60份，防腐剂0.05份，消泡剂0.03份。其中，高温分散黑染料为高温分散蓝、高温分散橙和高温分散红复配而成，在复配的高温分散黑染料中以质量百分含量计，高温分散红311占比在12%，高温分散橙44占比在40%，高温分散蓝79:1占48%。在复配分散剂中以质量百分含量计，zetasperse3100占30%、zetasperse3600占20%、zetasperse3800占30%，非离子型扩散剂占20%，所述非离子型扩散剂为氧化烯烃与可烷基化的化合物的反应产物，氧化烯烃为氧化乙烯，可烷基化的化合物是碳链长度为12的脂肪醇。环保型高温直喷分散黑墨水制备及其应用与实施例2相同。对比例1：对比例1采用的是传统低温热转印墨水。热转印墨水具体应用可按本领域常规热转印技术，一般按照打印转印纸、转移印花，后处理既得成品。对比例2：对比例2采用的是市售高温直喷墨水，市售高温直喷墨水中含有的分散剂为有机磺酸钠盐（如分散剂mf、nno、85a）。市售高温直喷具体应用方式为可为本领域常规方式，具体方式一般为直喷印花、高温蒸化、还原清洗整理既得成品。将实施例、对比例1~2的墨水打印流畅性及印花产品分别在外观（清晰程度、渗墨性、色彩鲜艳程度）和纺织品牢度指标方面进行测试，具体结果如表1所示。其中，色牢度指标中的耐洗色按牢度aatcc61-ⅱa中规定的方法进行测定，耐光色牢度按aatcc16-2004中规定的方法进行测定，测试标准为20h；耐摩擦色年度按gb/t3920-2008中规定的方法进行测定，禁用芳香胺含量按欧盟iso14362-1：2017检测。表1以上数据显示，本发明实施例1制得的高温直喷分散黑墨水可完全适应工业数码印花机使用。与对比例2相比，实施例1的色彩饱和度较好且离子浓度明显降低，大大延长了墨水的温度稳定性。实施例1的高温直喷分散墨水具有较高的耐光牢度、耐水洗牢度。将实施例1、对比例1~2的印花产品（以150cm幅宽面料计算）的生产成本进行比较，实施例1的分散染料墨水大大降低了生产成本。结果如表2所示。表2指标生产成本成本项目对比例12-2.5元/米纸张、墨水、电对比例23-3.5元/米墨水、蒸汽、水、电实施例1.2-1.9元/米墨水、蒸汽、水、电表3稳定性检测从表3的稳定性测试可以看出，与对比例1和对比例2的相比，实施例1的高温直喷分散墨水在使用zetasperse特种分散剂后，稳定性有了很大的提升，打印流畅型非常好，且间歇打印测试结果尤佳，在40±1℃下密封168小时保持不变质且墨水的粒径几乎无变化。本发明实施例的有关问题说明如下：1、在以上实施中，当有机溶剂为混合有机溶剂时，混合有机溶剂中各有机溶剂组分之间的比例可为任意比例，本领域技术人员按常识可知，有机溶剂只用于溶解高温分散染料，对于不同有机溶剂的比例并无要求，只要能够达到溶解高温分散染料的目的即可，对本发明技术方案没有实质性影响。2、高温分散黑染料较佳的复配组合为分散蓝79、分散橙44、分散红177复配型产物，实施例所举比例只是举其中一种含量配比，具体应用实施过程可根据客户需求改变相应比例满足客户需求。由于，黑色分散染料一般是使用者由红、黄、蓝分散染料按自身所需比例混拼而成，高温分散黑染料也可由其他种类染料复配组合而成，并不局限于上述实施例的复配方式。由此可见，本发明在此基础上还可以产生更多的实施例，在实践中向高温分散黑染料这一类型的分散染料中加入本发明分散剂都能达到芳香胺含量极低、高饱和度、色光亮丽、盐析少、电导率低、喷头使用寿命增加以及分散稳定性高的目的。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12